農(nóng)村無動(dòng)力污水處理裝置
好氧塘
原理：好氧塘內(nèi)有機(jī)物的降解過程，實(shí)質(zhì)上是溶解性有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和固態(tài)有機(jī)物——細(xì)菌與藻類細(xì)胞的過程。 好氧細(xì)菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機(jī)污染物，使成為無機(jī)物CO2、NH4+、和PO43-、并合成新的細(xì)菌細(xì)胞。而藻類則利用好氧細(xì)菌所提供的二氧化碳、無機(jī)營養(yǎng)物以及水，借助于光能合成有機(jī)物，形成新的藻類細(xì)胞，釋放出氧，從而又為好氧細(xì)菌提供代謝過程中所需的氧。在好氧塘中，藻是生產(chǎn)者，好氧細(xì)菌是分解者。此外，好氧塘中存在的浮游動(dòng)物以細(xì)菌、藻類和有機(jī)碎屑為食物，是初級消費(fèi)者。生產(chǎn)者、分解者和消費(fèi)者，與塘水共同組成一個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)，完成系統(tǒng)中物質(zhì)與能量的循環(huán)和傳遞，從而使進(jìn)塘的污水得到凈化。
塘中的藻類，除在其光合作用中為污水的好氧降解提供溶解氧以外，還能去除污水中的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，并能吸附一些有機(jī)質(zhì)。
藻類光合作用使塘水的溶解氧和pH值呈晝夜變化。白晝，藻類光合作用釋放的氧，超過細(xì)菌降解有機(jī)物的需氧量，此時(shí)塘水的溶解氧濃度很高，可達(dá)到飽和狀態(tài)。夜間，藻類停止光合作用，且由于生物的呼吸消耗氧，水中的溶解氧濃度下降，凌晨時(shí)達(dá)到低。陽光再照射后，溶解氧再逐漸上升。好氧塘的pH值與水中CO2濃度有關(guān)，受塘水中碳酸鹽系統(tǒng)的CO2平衡關(guān)系影響。
白天，藻類光合作用使CO2降低，pH值上升。夜間，藻類停止光合作用，細(xì)菌降解有機(jī)物的代謝沒有中止，CO2累積，pH值下降。
好氧塘的分類：
①高負(fù)荷好氧塘：有機(jī)負(fù)荷較高，HRT（Hydraulic Retention Time水力停留時(shí)間）較短，塘水的深度較淺。出水中藻類含量高。
②普通好氧塘：有機(jī)負(fù)荷比前者低，水力停留時(shí)間較長。以處理污水為主要目的，起二級處理作用。
③深度處理好氧塘：有機(jī)負(fù)荷較低，水力停留時(shí)間也短。其目的是在二級處理系統(tǒng)之后，進(jìn)行深度處理。
優(yōu)點(diǎn)：①投資省。②管理方便。③水力停留時(shí)間較短，降解有機(jī)物的速率很快，處理程度高。
缺點(diǎn)：①池容大，占地面積多。②處理水中含有大量的藻類，需要對出水進(jìn)行除藻處理。③對細(xì)菌的去除效果較差。
適用條件：適用于去除營養(yǎng)物，處理溶解性有機(jī)物；由于處理效果較好，多用于串聯(lián)在其他穩(wěn)定塘后做進(jìn)一步處理，處理二級處理后的出水。
（4）曝氣塘
原理：不是依靠自然凈化過程為主，而是采用人工補(bǔ)給方式供氧，通常是在塘面上安裝曝氣機(jī)。實(shí)際上是介于活性污泥法中的延時(shí)曝氣法與穩(wěn)定塘之間的一種工藝。
曝氣塘可以分為以下兩種類型：
①*混合曝氣塘（或稱好氧曝氣塘）。
②部分混合曝氣塘（或稱兼性曝氣塘）。
優(yōu)點(diǎn)：①體積小，占地省；水力停留時(shí)間短。②無臭味。③處理程度高；耐沖擊負(fù)荷較強(qiáng)。
缺點(diǎn)：①運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。②由于采用了人工曝氣，所以容易起泡沫，出水中含固體物質(zhì)高。
適用條件：適用于處理城市污水與工業(yè)廢水。
厭氧生物處理
原理：厭氧生物處理的原理為兩階段理論，即第yi階段是發(fā)酵階段，也稱產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段，發(fā)酵細(xì)菌以廢水中的有機(jī)物為底物，發(fā)生水解和酸化反應(yīng)，將有機(jī)物降解為以脂肪酸、醇類、二氧化碳和氫氣等為主的產(chǎn)物。第二階段是產(chǎn)甲烷階段，也稱堿性發(fā)酵階段，產(chǎn)甲烷菌利用第yi階段的產(chǎn)物脂肪酸、醇類、二氧化碳和氫氣等為底物，終將其轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳。
優(yōu)點(diǎn)：a厭氧生物處理可以產(chǎn)生生物能，污泥消化和有機(jī)廢水的厭氧發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣，沼氣可作為能源利用。(2)節(jié)省動(dòng)力消耗。厭氧生物處理過程中，細(xì)菌分解有機(jī)物是營無分子氧呼吸，故不必給系統(tǒng)提供氧氣。(3)厭氧消化對某些能降解的有機(jī)物有較好的降解能力。(4)對N、P的需求量低，這是因?yàn)閰捬跆幚砗铣傻募?xì)胞數(shù)很少，遠(yuǎn)低于好氧處理過程合成的細(xì)胞數(shù)。(5)厭氧處理產(chǎn)生的污泥量少，這是因?yàn)閰捬踅到鈺r(shí)只有少部分有機(jī)物被同化為細(xì)胞，絕大多數(shù)被轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳。
缺點(diǎn)：a運(yùn)行管理復(fù)雜，產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌性質(zhì)不同，要保持兩大類群的平衡，要對運(yùn)行進(jìn)行嚴(yán)格管理。(2)厭氧法啟動(dòng)周期長，因?yàn)閰捬跎锸来芷陂L，增長速率低，污泥增長緩慢。(3)采用厭氧消化不能去除廢水中的N、P。(4)衛(wèi)生條件差，廢水中一般含有硫酸鹽，厭氧條件下會產(chǎn)生硫化氫氣體，散發(fā)出臭氣，影響環(huán)境衛(wèi)生。(5)厭氧處理對有機(jī)物的去除不*，一般單獨(dú)對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行厭氧處理不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，故厭氧處理必須和好氧處理相結(jié)合。
常用的過濾介質(zhì)有石英砂、無煙煤和石榴石等。在過濾過程中濾料同時(shí)對懸浮物進(jìn)行物理截留、沉降和吸附等作用。過濾的效果取決于濾料孔徑的大小、濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質(zhì)等因素。
當(dāng)廢水自上而下流過粒狀濾料層時(shí)，位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料空隙越來越小，逐漸形成一層主要由被截留的團(tuán)體顆粒構(gòu)成的濾膜， 并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。
農(nóng)村無動(dòng)力污水處理裝置廢水通過濾料層時(shí)，眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數(shù)的小 “沉淀池”，懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬于重力 沉降。
由于濾料具有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常常帶有表面負(fù)電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等肢體，從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的膠土和多種有機(jī)物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。
(2)沉淀法：沉淀法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理， 借助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。根據(jù)水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結(jié)聚團(tuán)的能力)可分為四種：
1) 分離沉降(或自由沉降)：在沉淀過程中，顆粒之間互不聚合，單獨(dú)進(jìn)行沉降。顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用，其形狀、 尺寸、 質(zhì)量均不改變，下降速度也不改變。
2)混凝沉淀(或稱作絮凝沉降)：混凝沉降是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體，然后采用重力沉降予以分離去除。混凝沉淀的特點(diǎn)是在沉淀過程中，顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體，因此顆粒的尺寸和質(zhì)量均會隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機(jī)混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機(jī)絮凝劑有聚丙烯酷膠等，還可采用助凝劑如水玻璃、石灰等 。
3)區(qū)域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降)：當(dāng)廢水中懸浮物含量較高時(shí)，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個(gè)整體，并一同下沉，而顆粒相互間的位置不發(fā)生變動(dòng)，因此澄清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動(dòng)，此類沉降稱為區(qū)域沉降。加高濁度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(在沉降中后期)多屬此類。
4)壓縮沉淀：當(dāng)懸浮液中的懸浮固體濃度很高時(shí)，顆粒互相接觸、擠壓，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被擠出，顆粒群體被壓縮。壓縮沉淀發(fā)生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進(jìn)行得很緩慢。依據(jù)水中懸浮性物質(zhì)的性質(zhì)不同，設(shè)有沉砂池和沉淀池兩種設(shè)備。
沉淀池
沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機(jī)顆粒物。沉砂池一般設(shè)在污水處理裝置前，以防止處理污水的其他機(jī)械設(shè)備受到磨損。
沉淀池是利用重力的作用使懸浮性雜質(zhì)與水分離。它可以分離直徑為20～100μ,m以上的顆粒。根據(jù)沉淀池內(nèi)的水流方向，可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉淀池：廢水從池一端流人，按水平方向在池內(nèi)流動(dòng)，水中懸浮物逐漸沉向池底，澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉淀池：池子多為圓形，直徑較大，一般在20～30m以上，適用于大型水處理廠。原水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入中心筒后，通過筒壁上的孔口和外圍的環(huán)形穿孔擋板，沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水?dāng)嗝娌粩嘣龃螅魉僦饾u變小，顆粒沉降下來，澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉淀池：截面多為圓形，也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中，通過反射板的阻攔向四周分布于整個(gè)水平斷面上，緩緩向上流動(dòng)。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗，澄清后的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中，沉淀(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預(yù)處理。如用生物處理法處理、污水時(shí)，一般需事先經(jīng)過預(yù)沉池去除大部分懸浮物質(zhì)，以減少生化處理時(shí)的負(fù)荷，而經(jīng)生物處理后的出水仍要經(jīng)過二次沉淀池的處理，進(jìn)行泥水分離以保證出水水質(zhì)。
(3)浮選法：將空氣通人污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)(如乳化油等)附在氣泡上，并隨氣泡上升到水面，然后用機(jī)械的方法撇除，從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來。
疏水性的物質(zhì)易氣浮，而親水性的物質(zhì)不易氣浮。因此有時(shí)為了提高氣浮效率，需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性，使某些親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷晕镔|(zhì)，然后氣浮除去，這種方法稱為“浮選”。
